Atmega128线性菲涅尔太阳跟踪装置的设计

摘要太阳能是一种具有开发潜能的新兴能源。随着常规化石能源的逐渐枯竭以及温室效应的加剧，太阳能正在逐渐成为人类理想的替代能源。目前太阳能利用率普遍不高，分析表明，太阳追踪技术可以显著提高能量接收率，是提高太阳能利用率的主要手段之一。本课题主要对线性菲涅尔反射式（ Linear FresnelReflector ，简称 LFR ）太阳能集热追踪系统进行研究。本课题根据 LFR 系统的特点，使用三维设计软件对机械传动系统进行结构设计。以 Atmega128 为控制核心完成了控制电路的设计，并编写了相应的软件程序。最终完成了系统的安装和调试，实现了对太阳光线跟踪的目标。60301
毕业论文关键词：太阳能；线性菲涅尔反射；跟踪系统；单片机控制
Title Title Title Title The Design of Linear Fresnel Reflector Solar TrackingSystemAbstract Abstract Abstract AbstractSolar energy is a kind of new energy with great development potential.Withthe fossil energy exhausting and the greenhouse effect intensifying,solarenergy has been an ideal alternative energy source.Current solarutilization is not efficient.Proved by theory analysis,that the rate ofthe energy receiving can be increased by adopting the solar trackingtechnology.The linear Fresnel reflector(referred to as the LFR)solartracking system is mainly researched by this study.In this study,the 3-Dsoftware is used to design the machine driven system.To meet the requirementof the control system,Atmega128 is chosen as the CPU.The control circuitsand relevant software programs are designed. Mechanical installation wascompleted and the system was debugged in this study. The goal of solartracking is achieved in the end.Keywords Keywords
Keywords Keywords solar energy liner Fresnel reflector tracking system SCMcontrol

1绪论..1

1.1课题研究背景及意义1

1.2课题研究现状3

1.3太阳能跟踪系统研究现状分析..4

1.4本课题主要研究内容5

2线性菲涅尔太阳跟踪系统总体设计.6

2.1跟踪方法的确定..6

2.2太阳光相对地面位置计算.6

2.3镜元倾角分析计算.8

3跟踪系统机械传动结构设计..12

3.1跟踪系统机械传动方案设计.12

3.2方案的比较选择15

3.3可靠性分析..17

3.4实际机构的构建20

4线性菲涅尔太阳跟踪控制系统设计..21

4.1控制模块划分.21

4.2单片机及外围电路的选择..21

4.3显示及键盘输入模块设计..24

4.4时钟模块设计.27

4.5步进电机驱动模块设计27

4.6控制系统软件设计..29

4.7实物仿真33

结论..35

致谢..36

参考文献.37
1 1 1 1 绪论绪论绪论绪论1.1 1.1 1.1 1.1 课题研究背景及意义课题研究背景及意义课题研究背景及意义课题研究背景及意义随着传统化石能源的枯竭以及温室效应的加剧，新能源的开发与利用逐渐走入人们的视线。太阳能作为新能源的典型代表之一，受到了科研工作者们越来越多的重视，也受到各国政府财政上的支持。目前，对于中国这样的能源消耗大国来说，利用太阳能逐步改善传统的能源结构，不仅有利于环境保护，而且可以改善我国对于他国能源的依赖。中国发展太阳能也具有得天独厚的自然条件。我国陆地面积广阔，太阳能资源丰富， 2/3 以上的陆地面积接受太阳光照射时间年平均在 2000 小时以上，日照辐射在( ) a m KJ ⋅ × 2 6/ 10 5 以上，其中，以青藏高原地区的太阳能资源最为丰富，平均海拔高度4000m 的青藏高原地区，大气稀薄，空气透明度高，由于纬度低，平均日照时间超过3000 小时，是建设太阳能发电站的理想地区。除青藏高原外，我国西北部、东北部分地区、山东、福建、广东、台湾等地区的太阳辐射量同样很大，都是建造太阳能电站的理想地区。具不完全统计，我国陆地面积平均每年接收了相当于 410 4 . 2 × 亿吨标准煤的太阳辐射能量，如此丰富的太阳能资源为我国开展太阳能利用提供了得天独厚的自然条件 [1-2]。目前，太阳能的利用主要有两种方式，它们分别是光电转换和光热转换，前者属于光伏利用，后者属于热利用。由于光伏利用会产生 “ 光伏污染 ” ，对环境会造成很大的破坏，线性菲涅尔反射（ Linear Fresnel Reflector ，简称 LFR ）系统通过光热转换对太阳能进行热利用，更加环保，符合未来能源发展的方向。无论是光一电转换，还是光一热转换，使太阳光线能够直达吸收器的太阳跟踪系统都是非常重要的装置， Atmega128线性菲涅尔太阳跟踪装置的设计:http://www.751com.cn/jixie/lunwen_65737.html